1 成果简介 微波耦合加热移动物体的过程，在数学与物理的建模上，通常认为是极其复杂的过程，普通人员很难掌握，另外，模拟仿真计算还极其耗时。为解决此问题，我们利用运动的相对性原理和不同物理量(电磁场、温度场和流场)在不同坐标系之间转换，提出了一种计算微波耦合加热移动物体的数值计算方法。此法具有操作过程简易，计算精度高且耗时少的特点，理论上，此计算方法还适用于微波耦合电磁搅伴器时的加热过程计算。 2 关键技术 从物理场的角度而言，微波加热是一个典型的多物理场问题，主要涉及的是电磁场与温度场能量的转换与传导，以及流场（如周围空气）与加热物之间的共扼传热。在现代工业与科研中，广泛应用微波加热。如《Science》和《nature》，分别在 2016 与 2018 年，刊登了利用微波制作石墨烯技术。但由于微波最大的缺陷，就是加热的不均匀性，又极大地影响了微波的应用。为了改善加热的均质性，通常使加热物运动，如旋转或采用磁搅伴器。微波治疗肿瘤，被国际医学界称为绿色疗法，肿瘤细胞死亡最可能萎缩和死亡在 42.5℃～43.5℃之间，温度低了则治疗肿瘤无效，而温度高了，又会损伤周围健康器官，由于在人体上操作，故要非常谨慎的，所以又限制了微波应用。若能有一种快速预测的计算方法，能立即得到加热的温度场分布，则是一个非常有意义的事！ 针对移动物体的微波加热，传统模型计算极其复杂，只有少量专业研究人员会计算，一般人员很难掌握，同时计算又极其耗时。本方法在此方面进行了大胆的探索。 3 知识产权及项目获奖情况 发表了一篇 SCI 论文，专门论述了该方法，详见：PU GUANGYi, PU CHENG XI, J. WANG, C. F. SONG, “A method for coupled microwave heating process and heat transfer simultaneously of moving objects,” Journal of Food Processing and Preservation, vol. 42, no.1,e13468, 2018. DOI: 10.1111/jfpp.13468. 4 项目成熟度 该方法计算工作量小，计算方便，且精度高，适合加热运动物体或电磁搅拌装置，或同时加热运动物体及有电磁搅拌的情况。现在 CAD 与 CAE 技术发展非常迅速。所以，理论上可以直接利用这些商业软件进行建模与计算。 5 投资期望及应用情况 （1） 微波治疗肿瘤方面。由于微波能够穿透到肿瘤内部，直接“杀死”肿瘤细胞，理论上，远比高能射线如γ射线效果好，且对人体副作用小。先前没有广泛使用，原因之一是不好控制加热的不均匀性。若能在治疗之前，先预先计算出加热物温度场分布，即预测出温度场的分布，则可以控制微波直接“杀死”肿瘤细胞。 （2） 石墨烯的过程制作。 （3） 食品及其他工业与科研的应用。 

航空发动机机匣是一种复杂薄壁零件，其加工变形问题是我国航空发动机制造的关键技术瓶颈。机匣毛坯组织结构的均匀性是影响机匣加工变形的主要原因之一。镍基高温合金具有优异的高温强度，良好的抗氧化和抗热腐蚀性能，是航空发动机机匣的主要原料。镍基高温合金铸、锻件组织结构的无损检测与定量评价是实现组织结构均匀性检测与评价的基础，有助于准确判断毛坯制造质量，表征制造工艺改进的有效性，降低机匣加工变形概率。 超声检测具有穿透能力强，灵敏度和分辨率高、可定位和定量检测等优点，在航空发动机大规格高温合金构件制造质量检测领域得到了广泛应用。超声检测信号特征值与材料组织结构变化、二次相或沉淀物的形成相关，具备有效评价镍基高温合金的组织结构的能力。现有镍基高温合金铸、锻件组织结构的超声检测以噪声波高为主要判据，指标简单、阈值设置严格、误判率高，无法适应不断改进的制造工艺。 组织结构超声定量评价技术的核心是确定微观组织特征参数与超声检测特征参数之间的定量关系模型，其本质是以模型待定系数为决策变量，以评价准确性为目标函数的优化问题。超声波在镍基高温合金中传播时，受到晶界、相界、孪晶等复杂组织结构的综合作用，若采用声速、衰减系数、非线性系数等单一超声检测参数对组织结构进行建模与评价，会因信息量的缺失而导致评价误差大；若增加检测参数规模，则会导致所对应优化问题的困难性大幅增加。 本研究以镍基高温合金组织结构定量评价为主要研究对象，围绕如何利用协同进化算法求解定量评价的大规模优化问题、以及如何同时利用多种微观组织特征参数对镍基高温合金进行综合表征展开研究。科研成果为航空发动机机匣镍基高温合金毛坯制造质量检测、评价、性能预测提供技术支持，为制造工艺改进提供数据支持，也可进一步推广至其它高温合金、钛合金等材料中。

本项目以高温含尘废气治理为目标，开展以高性能大规格壁流式蜂窝陶瓷为核心过滤元件的高温除尘装置的研究开发，得到了“十二五”国家科技支撑计划的支持。课题研究开发出室温至800℃平均热膨胀系数为≤1.6×10-6℃-1的超低热膨胀系数堇青石及堇青石基复合陶瓷材料；研究开发了具有自主知识产权的大规格高性能壁流式蜂窝陶瓷及其制备技术，形成了产业化中试技术，建立了中试生产线；计研发制造出以大规格壁流式蜂窝陶瓷为核心过滤元件的高温含尘烟气净化装备，烟气处理量为≥10000 m3/h，过滤后烟气粉尘浓度为≤15 mg/m3；申请发明专利7项、实用新型专利2项，发表学术论文5篇；制定大规格壁流式蜂窝陶瓷企业标准1项。课题研究成果能够很好的解决当前高温含尘废气排放超标与高温废气余热利用的关键技术难题。该课题已于2014年4月29日通过了中国轻工业联合会组织的验收，相关技术与性能指标达到国际同类产品先进水平。

目前国内外现有工业规模的生物质气化技术，普遍存在生物质气化效率低、燃气中焦油含量高等问题。燃气中焦油含既造成能源浪费，又易造成堵塞，加快设备损耗，气化岛整体使用寿命不长。己建成的工程利用率不高，大部分已停用，一定程度上影响了生物质气化集中供应，不利于进一步产业化。 为了解决目前存在的诸多问题，东南大学针对我国国情和农作物废弃物的特点，采用流化床低温气化+高温熔融气化制取焦油含量极低的中热值可燃气，目前已建成该工艺的日处理秸秆量7吨的成套示范工程，已稳定连续运行2000小时以上，获得了热值7MJ/Nm3的可燃气，可燃气中焦油含量小于1mg/Nm3，远小于人工煤气国家标准（GB/T 13612-2006）中焦油含量要求，生物质中碳元素转化率96.5%，能量综合利用效率90.7％，单位MJ的可燃气成本低于天然气。 本技术可广泛用于煤炉改造、粮食烘干，也可为居民提供可燃气，对加快和谐社会及新农村建设的步伐具有重要意义。 本技术已申请国家发明专利7件（授权5件），发表学术论文24篇，获国家科技支撑计划、江苏省重点研发项目支持。

成果介绍目前国内外现有工业规模的生物质气化技术，普遍存在生物质气化效率低、燃气中焦油含量高等问题。燃气中焦油含既造成能源浪费，又易造成堵塞，加快设备损耗，气化岛整体使用寿命不长。己建成的工程利用率不高，大部分已停用，一定程度上影响了生物质气化集中供应，不利于进一步产业化。 为了解决目前存在的诸多问题，东南大学针对我国国情和农作物废弃物的特点，采用流化床低温气化+高温熔融气化制取焦油含量极低的中热值可燃气，目前已建成该工艺的日处理秸秆量7吨的成套示范工程，已稳定连续运行2000小时以上，获得了热值7MJ/Nm3的可燃气，可燃气中焦油含量小于1mg/Nm3，远小于人工煤气国家标准（GB/T 13612-2006）中焦油含量要求，生物质中碳元素转化率96.5[[[[[%]]]]]，能量综合利用效率90.7％，单位MJ的可燃气成本低于天然气。市场前景本技术可广泛用于煤炉改造、粮食烘干，也可为居民提供可燃气，对加快和谐社会及新农村建设的步伐具有重要意义。本技术已申请国家发明专利7件（授权5件），发表学术论文24篇，获国家科技支撑计划、江苏省重点研发项目支持。

 在冶金、机械、汽车和石油化工等行业中，许多设备和零部件都需要好的耐磨性能，如高速线材轧机的辊环和导向轮，化纤行业中的刀具，汽车及船舶汽缸套，各种阀门及矿山机械、农业机械、工程机械和运输机械中执行机构零件。    由于目前用于这些零部件的许多耐磨材料难以满足这些设备零部件的使用要求，有时甚至因为某些零部件的故障而导致整个系统的非计划停工，给企业的正常生产带来严重影响，并造成重大经济损失。基于上述技术需要，本实验室开发出多种性能好、成本低的耐磨损材料。这些材料的基体成分选择余地大，可替代高合金钢、耐磨铜合金等耐磨材料，用于冶金、机械、汽车和石油化工等工业产品和设备上的磨损件，以提高零件的使用寿命并降低其成本。    本项目获得过3项国家863自主，目前已完成全部生产性试验和用户中试。

"表面涂层技术是改善材料性能的有效技术之一，在现代工业中发挥着越来越重要的作用。将涂层与基体材料的优良性能相结合可以有效降低材料的磨损，提高材料的强度，提高材料的高温抗氧化性等性能。随着现代工业技术的发展，传统TiN、CrN等单一涂层材料难易满足其需要，通过复合单层材料而成的纳米多层膜涂层拥有单层材料无法比拟的综合性能而越来越被重视，成为了一种具有广阔应用前景的材料，具有重大的应用和经济价值。 技术特点：该项目制备出了异结构TiAlSiN/Si3N4、CrAlSiN/Si3N4纳米多层膜及同结构TiCrAlN/TiAlN纳米多层膜，其硬度可超过36 Gpa，抗氧化温度超过了800℃；可以根据实际性能需求选择单层材料制备具有特殊性能的纳米多层膜涂层材料。 "

 该设备主要用于传动轴橡胶护套在高温、高速工况下，橡胶护套的膨胀量检测。设备主要由温度测量控制系统、转速测量控制系统，高速高精度机器视觉尺寸检测系统、机械台架及计算机测控操作系统等组成。该设备通过计算机操作界面可实现试验工况的设定，以满足不同传动轴橡胶护套的试验规范和标准，整个试验过程由计算机控制自动完成，并打印输出相应的试验报告。 设备技术参数1、 转速控制：0～3000rpm                转速控制精度：读数的0.5%或±2rpm2、 温度控制：0～120℃ （升温60℃的加热时间小于12分钟） 温度控制精度：±3℃3、 测量工件尺寸：φ130mm ，max 4.轮廓测量精度：±0.1mm

该项目应用先进的MEMS技术，研制完成了耐高温压力传感器设计、制造关键技术及系列产品开发。解决了一直困扰航空航天、石油化工、军工、能源电力等领域因高温、高频响、高过载、微型化、瞬时高温冲击等恶劣环境下的压力、力、加速度测量难题。该成果获得2006年度国家技术发明二等奖、2005年度教育部技术发明一等奖、2004年度陕西省科技进步一等奖和2004年度西安市科技进步一等奖四项奖励。相关技术已获得国家授权发明专利20余项。

本发明公开了一种高温合金机加工的辅助装置，用于实现对高 硬度的高温合金工件进行切削加工，属于金属切削加工技术领域，其 包括等离子加热单元，夹持单元，切削力测量单元，以及测温单元， 等离子加热单元包括等离子发射喷头，用于对高温合金工件待切削位 置加热以使之软化而能进行切削加工；夹持单元包括多个夹持板，所 述夹持板相对安装以用于夹持等离子发射喷头；测温单元中的测力仪 用于与高温合金工件接触以测量其被切削时候承受的切削力的大小； 测温单元的红外摄像头用于测量被所述等离子发射喷头加热的高温合 金工件待切削位